工科大學(xué)化學(xué)

前言

　　工科大學(xué)化學(xué)（普通化學(xué)）作為高等工科院校非化工類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，曾在培養(yǎng)高素質(zhì)科技人才的過程中起到了積極的作用，但在很長一段時間卻圍繞要與不要的問題爭論不休，可謂之幾上幾下，飽經(jīng)滄桑。然而走了一段彎路后，廣大教育工作者和學(xué)生已逐漸認(rèn)識到：工科大學(xué)化學(xué)簡明地介紹了化學(xué)學(xué)科的一般原理，是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)工程技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分，在化學(xué)和工程之間起著橋梁作用。非但如此，隨著社會的化學(xué)化和化學(xué)的社會化廣泛深入的發(fā)展，化學(xué)知識已成為人類賴以生存和發(fā)展進(jìn)步的必備知識。為此，目前多數(shù)工科院校（尤其是重點工科院校）不但各理工科專業(yè)開設(shè)工科大學(xué)化學(xué)課，而且各文、管類專業(yè)也在開設(shè)不同類型的化學(xué)課。所以，現(xiàn)在值得討論的已不再是“上不上”的問題，而是“怎么上”的問題?！　　熬盼濉逼陂g，教育部組織了“工科普通化學(xué)面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究與實踐”等教研立項，研究和初步實踐表明：雖然工科普通化學(xué)課程仍定位為基礎(chǔ)課，但在教學(xué)體系上必須突出靈活性，在教學(xué)內(nèi)容上必須突出應(yīng)用性，在教學(xué)方法上必須突出多樣性。改革后給出的不再是從前的教學(xué)大綱，而是“基本框架”，給各校以充分的“改革”余地?！　≡谀壳敖虒W(xué)總學(xué)時大幅度減少的情況下，靠增加課時來保證工科大學(xué)化學(xué)的教學(xué)效果已不現(xiàn)實，而要在相關(guān)課程上做文章，即進(jìn)行相關(guān)課程的聯(lián)合改革。在此種思想的指導(dǎo)下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)教研室于1998年參照《普通化學(xué)基本框架》制訂了針對不同專業(yè)的四套教學(xué)大綱（包括實驗總學(xué)時分別為76學(xué)時、64學(xué)時、54學(xué)時、38學(xué)時），與大學(xué)物理和物理化學(xué)等課程的相關(guān)內(nèi)容整合優(yōu)化，并進(jìn)行了初步實踐，在初步實踐的基礎(chǔ)上編寫了這本《工科大學(xué)化學(xué)》教材。本教材已在哈爾濱工業(yè)大學(xué)試用四次，收到了較好的教學(xué)效果，經(jīng)過進(jìn)一步的修改完善，于2002年被列入普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材。本教材在保證一般工科大學(xué)化學(xué)基本體系、基礎(chǔ)知識、主要內(nèi)容的前提下突出了以下幾點：　　1．應(yīng)用性。每章都有基礎(chǔ)知識具體應(yīng)用的實例?！　?．啟發(fā)性。在重要問題引出時，簡述了化學(xué)科學(xué)史和重要歷史事件，主要章節(jié)配有一定趣味性的演示實驗?！　?．通用性。在保證化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識的同時，安排了表面化學(xué)、化學(xué)與材料、化學(xué)與能源、化學(xué)與環(huán)保、化學(xué)與生命等全社會普遍關(guān)注和多數(shù)新版同類教材注重體現(xiàn)的熱點內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　本書是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材，在編寫中吸取了哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)教研室40多年來的教學(xué)實踐經(jīng)驗，參照了l999年工科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會普通化學(xué)課程指導(dǎo)小組制定的《普通化學(xué)教學(xué)基本框架》，并融入了教育部“九五”期間組織進(jìn)行的面向21世紀(jì)工科大學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究成果?！　∪珪曰瘜W(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為主線，并貫穿始終。共分12章，內(nèi)容包括基礎(chǔ)（化學(xué)反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度、化學(xué)反應(yīng)速率、溶液及溶液中的離子平衡、氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)、原子結(jié)構(gòu)與周期系、分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)）和應(yīng)用（化學(xué)與材料、化學(xué)與能源、化學(xué)與環(huán)保、化學(xué)與生命）兩大部分?！　”緯勺鳛楦叩裙た圃盒７腔ゎ惛鲗I(yè)的化學(xué)教材，也可作為其他類型高等學(xué)校的教學(xué)參考書。

書籍目錄

緒論　0.1　化學(xué)的研究對象及研究的主要內(nèi)容　　0.1.1　化學(xué)的研究對象　　0.1.2　化學(xué)研究的主要內(nèi)容　0.2　化學(xué)與社會進(jìn)步和現(xiàn)代高科技的發(fā)展　　0.2.1　化學(xué)與生活　　0.2.2　化學(xué)與材料　　0.2.3　化學(xué)與能源　　0.2.4　化學(xué)與信息　　0.2.5　化學(xué)與生命　　0.2.6　化學(xué)與環(huán)境第一章　化學(xué)反應(yīng)熱　1.1　基本概念　　1.1.1　系統(tǒng)與環(huán)境　　1.1.2　狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)　1.2　熱力學(xué)第一定律　1.3　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)　　1.3.1　等容反應(yīng)熱　　1.3.2　等壓反應(yīng)熱　　1.3.3　熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)　　1.3.4　單質(zhì)和化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓　　1.3.5　化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變的計算　　1.3.6　反應(yīng)進(jìn)度　思考題與習(xí)題第二章　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度　2.1　焓變與變化過程方向　2.2　熵變與變化過程方向　　2.2.1　熵與熵變　　2.2.2　熵變與變化過程方向　2.3　吉布斯函數(shù)變與變化過程方向　　2.3.1　吉布斯函數(shù)變　　2.3.2　吉布斯函數(shù)變與變化過程方向　　2.3.3　化學(xué)反應(yīng)吉布斯函數(shù)變的計算　2.4　化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡　　2.4.1　平衡常數(shù)　　2.4.2　標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計算　　2.4.3　化學(xué)平衡的移動——影響平衡的因素　思考題與習(xí)題第三章　化學(xué)反應(yīng)速率　3.1　化學(xué)反應(yīng)速率的表示　3.2　化學(xué)反應(yīng)速率的測定　3.3　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素　　3.3.1　濃度對反應(yīng)速率的影響　　3.3.2　溫度對反應(yīng)速率的影響　　3.3.3　反應(yīng)的活化能和催化劑　3.4　影響多相化學(xué)反應(yīng)速率的因素　3.5　鏈反應(yīng)　　3.5.1　直鏈反應(yīng)　　3.5.2　支鏈反應(yīng)　思考題與習(xí)題第四章　溶液及溶液中的離子平衡　4.1　溶液及其濃度表示方法　　4.1.1　溶液概述　　4.1.2　溶液濃度的表示方法　4.2　溶解度與相似相溶原理　　4.2.1　溶解度　　4.2.2　氣體、液體和固體在液體中的溶解　　4.2.3　相似相溶原理　4.3　分配定律與萃取分離　　4.3.1　分配定律　　4.3.2　萃取分離　4.4　溶液的通性　　4.4.1　非電解質(zhì)稀溶液的通性　　4.4.2　電解質(zhì)溶液的通性　4.5　溶液中的離子平衡與離子互換反應(yīng)　　4.5.1　酸和堿在水溶液中的解離平衡　　4.5.2　沉淀-溶解平衡　思考題與習(xí)題第五章　氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)第六章　原子結(jié)構(gòu)與周期系第七章　分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)第八章　表面化學(xué)第九章　化學(xué)與材料第十章　化學(xué)與能源第十一章　化學(xué)與環(huán)保第十二章　化學(xué)與生命附錄參考文獻(xiàn)元素周期表

章節(jié)摘錄

　　需要注意的是，從形式上看，溶液的滲透壓定律與理想氣體狀態(tài)方程十分相似，但兩種壓力產(chǎn)生的原因和測定方法完全不同。氣體壓力是由于分子運(yùn)動碰撞器壁產(chǎn)生的壓力，而溶液的滲透壓是溶劑分子滲透的結(jié)果，滲透壓只有在半透膜兩側(cè)分別存在溶液和純?nèi)軇ɑ騼蛇厺舛炔煌娜芤海r才能表現(xiàn)出來?！　￡P(guān)于滲透現(xiàn)象的原因至今還不十分清楚。但人們都知道生命的存在與滲透平衡有著極為密切的關(guān)系，因此滲透現(xiàn)象很早就引起了生物學(xué)家的注意。動植物是由無數(shù)細(xì)胞組成的，細(xì)胞膜均具有奇妙的半透膜功能。細(xì)胞膜是一種很容易透水而幾乎不能透過溶解于細(xì)胞液中物質(zhì)的薄膜。例如，若將紅血球放入純水中，在顯微鏡下會看到水穿過細(xì)胞壁而使細(xì)胞慢慢腫脹，直至最后脹裂；若將細(xì)胞放入濃糖水溶液時，水就向相反方向運(yùn)動，細(xì)胞因此漸漸地萎縮、于癟。又如，人們在游泳池或河水中游泳時，睜開眼睛，很快就會感到澀痛，這是因為眼睛組織的細(xì)胞由于滲透而擴(kuò)張引起的；而在海水中游泳，卻沒有不適之感，這是因為海水的濃度很接近眼睛組織的細(xì)胞液濃度。正是因為海水和淡水的滲透壓不同，海水魚和淡水魚不能調(diào)換生活環(huán)境，否則，將會引起魚體細(xì)胞的腫脹或萎縮而使其難以生存?！　〕?xì)胞膜外，人體組織內(nèi)許多膜，如紅血球的膜、毛細(xì)管壁等也都具有半透膜的性質(zhì)，因而人體的體液（如血液、細(xì)胞液和組織液等）也具有一定的滲透壓。因此對人體靜脈輸液或注射時，必須使用與人體體液滲透壓相同的等滲溶液，如臨床常用的是0．9％生理食鹽水及5％葡萄糖溶液，否則會由于滲透引起紅血球腫脹或萎縮而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

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